天津市第四十七中学2023-2024学年高二上学期第二次阶段性检测
物理试卷
第Ⅰ卷(共三部分,满分100分)
一、单项选择(5小题,每题5分,共25分)
1.一负电荷从电场中A点由静止释放,只受电场力作用,沿电场线运动到B点,它运动的速度一时间图像如图所示,则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是图中的( )
A. B. C. D.
2、如图甲所示的电路,其中电源电动势,内阻,定值电阻,已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效阻值的关系如图乙所示.则下列说法中正确的是( )
A.图乙中滑动变阻器的最大功率
B.图乙中
C.滑动变阻器消耗功率P最大时,定值电阻R也消耗功率最大
D.调整滑动变阻器的阻值,可以使电源的输出电流达到
3.如图所示,直角三角形中,点电荷A、B所带电荷量分别为,测得在C处的某正点电荷所受静电力方向平行于向左,则下列说法正确的是( )
A.A带正电, B.A带负电,
C.A带正电, D.A带负电,
4.如图所示,实线为某电场的电场线(方向未标明),虚线为一带电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹.下列判断中正确的是( )
A.粒子一定是从M点向N点运动
B.带电粒子在M点的加速度一定大于在N点的加速度
C.M点的电势一定高于N点的电势
D.带电粒子在M点的电势能一定大于在N点的电势能
5.如图所示,空间中存在着水平向右的匀强电场,同时存在着水平方向的匀强磁场,其方向与电场方向垂直.有一带正电的小球从P点开始在竖直面内做匀速直线运动,则小球的速度方向可能是( )
A.水平向右 B.水平向左 C.斜向右上 D.斜向左上方
二、多项选择.(3小题,每题5分,共15分,少选得3分,错选得0分)
6.如图甲所示,在x轴上有一个点电荷Q(图中未画出),Q、A、B为轴上三点,放在A、B两点的试探电荷受到的电场力跟试探电荷所带电荷量的关系如图乙所示,则( )
A.A点的电场强度大小为 B.B点的电场强度大小为
C.点电荷Q在A、B之间 D.点电荷Q在A、O之间
7.如图所示的电路中,是两金属板构成的平行板电容器.先将电键K闭合,等电路稳定后再将K断开,然后将B板向下平移一小段距离,并且保持两板间的某点P与A板的距离不变.则下列说法正确的是( )
A.电容器的电容变小 B.电容器内部电场强度大小变大
C.电容器内部电场强度大小不变 D.P点电势升高
8.如图所示为质谱仪的工作原理图,它由加速电场、速度选择器(磁场方向垂直纸面)和偏转磁场构成.四种电荷量相等,电性相同、质量不同的粒子a,b,c,d由O点处的粒子源竖直向下射入加速电场(粒子a,b,c的初速度相同),四种粒子经过一段时间到达图中不同的位置,粒子的重力以及粒子间的相互作用均不计.则下列说法正确的是( )
A.粒子可能带负电 B.速度选择器中磁场的方向垂直纸面向外
C.粒子c在O点的初速度大于粒子d在O点的初速度 D.粒子d的质量大于粒子c的质量
三、实验题(共17分)
9.图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图.图中E是电池:和是固定电阻,是可变电阻:表头G的满偏电流为,内阻为.虚线方框内为换挡开关,A端和B端分别与两表笔相连,该多用电表有5个挡位,5个挡位为:直流电压挡和挡,直流电流挡和挡,欧姆挡.
(1)图(a)中的A端与___________(填“红”或“黑”)色表笔相连接.
(2)关于的使用,下列说法正确的是___________(填正确答案标号)
A.在使用多用电表之前,调整使电表指针指在表盘左端电流“0”位置
B.使用欧姆挡时,先将两表笔短接,调整使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置
C.使用电流挡时,调整使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置
(3)根据题给条件可得______________________.
10.某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻,现备有下列器材:
A.被测干电池一节
B.电流表:量程,内阻
C.电流表:量程,内阻约为
D.电压表:量程,内阻未知
E.电压表:量程,内阻未知
F.滑动变阻器:
G.滑动变阻器:
H.开关、导线若干
伏安法测电池电动势和内阻的实验中,由于电流表和电压表内阻的影响,测量结果存在系统误差;在现有器材条件下,要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻.
(1)在上述器材中请选择适当的器材:电流表选___________,电压表选___________,滑动变阻器选___________.(填写器材前的序号字母)
(2)实验电路图应选择下图中的___________(填“甲”或“乙”).
(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的图像.由此可知,干电池的电动势___________V,内电阻___________.
四、计算题(3小题,共43分)
11.(12分)如图所示,在x轴上方有磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场.x轴下方有磁感应强度大小为,方向垂直纸面向外的匀强磁场.一质量为m、电荷量为的带电粒子(不计重力),从x轴上0点以速度垂直x轴向上射出.求:
(1)射出之后经多长时间粒子第二次到达x轴.
(2)粒子第二次到达x轴时离0点的距离.
12.(15分)如图,在平行倾斜固定的导轨上端接入电动势,内阻的电源和滑动变阻器R,导轨的宽度,倾角.质量的细杆垂直置于导轨上,与导轨间的动摩擦因数,整个装置处在垂直轨道平面向下的磁感应强度的匀强磁场中(图中未画出),导轨与杆的电阻不计.现调节R使杆静止不动.取,求:
(1)杆受到的安培力的最小值与最大值;
(2)滑动变阻器R接入电路的电阻的取值范围.
13.(18分)如图所示,在的区域存在方向沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为E;在的区域存在方向垂直于平面向外的匀强磁场.一个氕核和一个氘核先后从y轴上点以相同的动能射出,速度方向沿x轴正方向.已知进入磁场时,速度方向与x轴正方向的夹角为,并从坐标原点O处第一次射出磁场.的质量为m,电荷量为q.不计重力.求:
(1)第一次进入磁场的位置到原点O的距离;
(2)磁场的磁感应强度大小;
(3)第一次离开磁场的位置到原点O的距离.
天津市第四十七中学2023-2024学年高二上学期第二次阶段性检测
物理试卷答案
一.单选题
1.C 2.B 3.B 4.D 5.C
二.多选题
6.AC 7.ACD 8.BD
三.实验题
9.(1)黑 (2)B (3)160 880 10.(1)B D F (2)乙 (3)1.5 0.8
四.计算题
11.(1)【解析】粒子射出后受洛伦兹力做匀速圆周运动,运动半个圆周后第一次到达x轴,以向下的速度进入x轴下方磁场,又运动半个圆周后第二次到达x轴.如图所示.
(1)由牛顿第二定律 ①
②
得,
粒子第二次到达x轴所需时间
.
(2)由①式可知
粒子第二次到达x轴时离0点的距离
.
答案:(1) (2)
12.【答案】(1),;(2)
(1)由左手定则可知,杆受到的安培力沿导轨向上,杆刚好要下滑时满足
根据闭合电路的欧姆定律,有
联立解得
杆刚好要上滑时满足
又
联立解得
故杆受到的安培力的最小值与最大值分别为
(2)由(1)的解析可得,滑动变阻器R接入电路的电阻的取值范围为.
13.解析:(1)在电场中做类平抛运动,在磁场中做匀速圆周运动,运动轨迹如图所示.设在电场中的加速度大小为,初速度大小为,它在电场中的运动时间为,第一次进入磁场的位置到原点O的距离为.在电场中由运动学公式有
①
②
进入磁场时速度在y轴方向的分量大小为
③
联立以上各式得.④
(2)在电场中运动时,由牛顿第二定律,有,⑤
设进入磁场时速度的大小为,由速度合成法则有⑥
设磁感应强度大小为在磁场中运动的圆轨道半径为,由洛伦兹力提供向心力,有⑦
由几何关系得⑧
联立以上各式得.⑨
(3)设在电场中沿x轴正方向射出的速度大小为,在电场中的加速度大小为,由题给条件得
⑩
由牛顿第二定律,有
设第一次射入磁场时的速度大小为,速度的方向与x轴正方向夹角为,入射点到原点的距离为,在电场中运动的时间为.由运动学公式,有
联立以上各式得
设在磁场中做圆周运动的半径为,由⑦ 式及粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径公式,得
所以出射点在原点左侧.设进入磁场的入射点到第一次离开磁场的出射点的距离为,由几何关系有
联立④⑧ 式得,第一次离开整场时的位置到原点O的距离为.
答案:(1) (2) (3)
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